論文の概要: Fast, powerful, low-noise optical pumping of an atomic vapor with semiconductor optical amplifiers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26721v1
- Date: Wed, 29 Apr 2026 14:23:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.440147
- Title: Fast, powerful, low-noise optical pumping of an atomic vapor with semiconductor optical amplifiers
- Title（参考訳）: 半導体光増幅器を用いた原子蒸気の高速・強力・低ノイズ光ポンピング
- Authors: Diana Méndez-Avalos, Théo Louzada Meireles, Morgan W. Mitchell, Aleksandra Sierant,
- Abstract要約: パルス光ポンピングのための3つの手法の雑音特性について検討する。
環境に制限された80textfT/sqrttextHz$が600textHz$、200fT$200textfT/sqrttextHz$が4textkHz$であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We use a $^{87}\text{Rb}$ atomic vapor, suitable for an optically-pumped magnetometer (OPM) in Earth-field conditions, to study the noise properties of three strategies for generating pulsed optical pumping. We compare a frequency-modulated (FM) laser, amplitude modulation (AM) via an acousto-optic modulator (AOM), and amplitude modulation via a semiconductor optical amplifier (SOA). Pumping the ensemble to operate as a Bell-Bloom OPM, and with an equal degree of spin polarization, the three methods give nearly identical sensitivity, showing that the SOA, despite being an active device, can introduce negligible additional noise. Pumping the ensemble to operate as a free-induction-decay OPM, we observe longer unpumped coherence times with the SOA-AM method than with the FM method. Finally, using the higher power available from the SOA, we demonstrate an environment-limited sensitivity of $80\text{fT}/\sqrt{\text{Hz}}$ at $600\text{Hz}$ and 200fT$200\text{fT}/\sqrt{\text{Hz}}$ at $4\text{kHz}$, one to two orders of magnitude beyond what was achievable with the other pumping methods.
- Abstract（参考訳）: 我々は、地球磁場下での光学式磁気センサ(OPM)に適した$^{87}\text{Rb}$アトミック蒸気を用いて、3つのパルス光ポンピングのノイズ特性について検討した。
我々は、周波数変調(FM)レーザー、AOMによる振幅変調(AM)、半導体光増幅器による振幅変調(SOA)を比較した。
アンサンブルをBell-Bloom OPMとして動作させ、スピン分極の度合いを同等にすることで、これらの3つの方法はほぼ同じ感度を与え、SOAはアクティブなデバイスであるにもかかわらず、無視できる追加ノイズを導入することができることを示す。
フリー・インダクション・デカイOPMとして動作するためにアンサンブルを励起すると、FM法よりもSOA-AM法の方が長いアンポンポンド・コヒーレンス時間を観察する。
最後に、SOAから得られる高いパワーを使用して、環境に制限された感度が$80\text{fT}/\sqrt{\text{Hz}}$が$600\text{Hz}$と200fT$200\text{fT}/\sqrt{\text{Hz}}$が$4\text{kHz}$であることを示す。
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